RU2739062C1

RU2739062C1 - High-voltage pulse generator

Info

Publication number: RU2739062C1
Application number: RU2020123653A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Бурцев; Евгений Павлович Большаков; Андрей Александрович Самохвалов; Кирилл Александрович Сергушичев; Артем Анатольевич Смирнов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Лаборатория имени Владимира Анатольевича Бурцева»
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2020-12-21

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to high-voltage nanosecond equipment and can be used as a source for pumping lasers, power pulsed accelerators, high-frequency radiation sources, etc. Generator of high-voltage pulses includes high-voltage sources of voltage, thyratron generator connected in series to pulse transformers arranged in metal tank with liquid dielectric, linear gas dischargers, double artificial forming lines, by current collector assembly made according to invention in form of coaxial line consisting of two coaxial extended internal and external electrodes in form of metal pipes, tightly connected to annular strainer of pulses, wherein external electrode is tightly fixed in passage hole of tank wall.EFFECT: technical result of disclosed invention is higher reliability of generator.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к высоковольтной наносекундной технике и может использоваться в качестве источника для накачки лазеров, питания импульсных ускорителей, источников высокочастотного излучения и др. The invention relates to high-voltage nanosecond technology and can be used as a source for pumping lasers, powering pulsed accelerators, sources of high-frequency radiation, etc.

Требования к источникам определяются параметрами устройств, в которых они используются. Характерные значения напряжений и токов для широкого спектра источников составляют десятки-сотни киловольт и десятки-сотни килоампер. Требуемая длительность импульса, как правило, находится в диапазоне от единиц до нескольких сотен наносекунд. Еще более жесткие требования предъявляются к длительности фронта нарастания и спада импульса напряжения. По возможности форма импульса должна быть близкой к прямоугольной. Немаловажным требованием является компактность исполнения генератора, которая позволяет легко интегрировать его в различные системы. Requirements for sources are determined by the parameters of the devices in which they are used. Typical values of voltages and currents for a wide range of sources are tens to hundreds of kilovolts and tens to hundreds of kiloamperes. The required pulse width is usually in the range from a few to several hundred nanoseconds. Even more stringent requirements are imposed on the rise and fall times of the voltage pulse. If possible, the pulse shape should be close to rectangular. An important requirement is the compact design of the generator, which makes it easy to integrate it into various systems.

Достигнутые технологии изготовления импульсных конденсаторов с высокой плотностью запасаемой энергии предоставили возможность создания компактных и энергоемких генераторов высоковольтных импульсов наносекундной длительности. В известной работе [Кучинский Г. С., Вехорева Л. Т., Шилин О. В. Принципы конструирования мощных формирующих линий высокого напряжения для создания импульсов нано- и микросекундного диапазона. Электричество №9, 1997, с. 18 – 21.] представлен подробный анализ результатов создания высоковольтных одинарных искусственных формирующих линий (ОФЛ), которые формируют импульсы напряжения по форме, близкой к прямоугольной. Такие линии состоят из нескольких одинаковых звеньев в виде последовательного соединения секций, выполненных по технологии, применяемой при изготовлении секций импульсных малоиндуктивных конденсаторов. Длительность формируемого импульса напряжения находится в прямой зависимости от количества звеньев. Отличительной особенностью звеньев является высокая плотность запасаемой энергии, которая обеспечивается в результате использования изоляционных материалов с высокими удельными энергетическими характеристиками. С учетом низких массогабаритных характеристик такие линии находят применение в компактных импульсных генераторах. На низкоомной согласованной нагрузке линии позволяют формировать импульсы напряжения амплитудой 50-100 кВ с длительностью переднего фронта порядка 30 нс, при этом амплитуда тока может достигать десятков килоампер. Частота следования импульсов зависит от конкретных исполнений и может достигать 1 кГц. Параметры ОФЛ, индуктивность Lл и емкость Сл, определяются по заданным значениям сопротивления нагрузки R и длительности импульса τ из соотношений: Lл = nLя = τR/2; Cл = nCя = τ/2R, где: n – количество звеньев; Lя – индуктивность звена; Cя – емкость звена. Для согласованного режима волновое сопротивление линии ρ = R = (Lя/Ся)1/2. При зарядке линии от источника напряжения энергия запасается в емкостях всех звеньев, соединённых в этом режиме параллельно. Для коммутации линии применяются различные устройства, в том числе газовые разрядники и полупроводниковые ключи. В зависимости от конкретного исполнения генератора коммутирующие устройства устанавливаются на выходе линии перед нагрузкой, либо на входе линии. Во втором варианте между линией и нагрузкой, как правило, устанавливаются импульсные трансформаторы [Евтянов С.И., Редькин Г.Е. Импульсные модуляторы с искусственной линией. - М., «Сов. радио», 1973. с.6]. Чтобы сократить искажения на фронте выходного импульса соединения ОФЛ с коммутирующими устройствами и нагрузкой выполняются в низкоомном исполнении. The achieved technologies for the manufacture of pulse capacitors with a high density of stored energy made it possible to create compact and energy-intensive generators of high-voltage nanosecond pulses. In the well-known work [Kuchinsky GS, Vekhoreva LT, Shilin OV Principles of designing powerful high-voltage shaping lines for creating pulses of the nano- and microsecond range. Electricity No. 9, 1997, p. 18 - 21.] presents a detailed analysis of the results of creating high-voltage single artificial shaping lines (OFL), which form voltage pulses in a shape close to rectangular. Such lines consist of several identical links in the form of a series connection of sections, made according to the technology used in the manufacture of sections of pulsed low-inductance capacitors. The duration of the generated voltage pulse is in direct proportion to the number of links. A distinctive feature of the links is a high density of stored energy, which is provided as a result of the use of insulating materials with high specific energy characteristics. Given their low weight and size characteristics, such lines are used in compact pulse generators. At a low-impedance matched load, the lines make it possible to generate voltage pulses with an amplitude of 50-100 kV with a leading edge duration of about 30 ns, while the current amplitude can reach tens of kiloamperes. The pulse repetition rate depends on the specific version and can be up to 1 kHz. The OFL parameters, inductance Ll and capacitance Сl, are determined by the given values of the load resistance R and the pulse duration τ from the relations: Ll = nLя = τR / 2; Cl = nCya = τ / 2R, where: n is the number of links; Lя - link inductance; Cya - the capacity of the link. For the matched mode, the wave impedance of the line is ρ = R = (Lа / Ся) 1/2. When charging a line from a voltage source, energy is stored in the capacities of all links connected in parallel in this mode. Various devices are used for line commutation, including gas dischargers and semiconductor switches. Depending on the specific version of the generator, switching devices are installed at the line output before the load, or at the line input. In the second version, pulse transformers are usually installed between the line and the load [SI Evtyanov, G.E. Redkin. Pulse modulators with artificial line. - M., "Sov. radio ", 1973. p.6]. To reduce distortion at the front of the output pulse, the OFL connections with switching devices and the load are performed in a low-impedance design.

В режиме максимальной мощности, когда сопротивление нагрузки R равно волновому сопротивлению линии ρ, амплитуда напряжения на нагрузке составляет половину зарядного напряжения линии. [Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. - М., «Сов. радио», 1974. с.67]. Это является основным ограничением в применении одинарных формирующих линий и их главным недостатком. In the maximum power mode, when the load resistance R is equal to the line impedance ρ, the voltage amplitude across the load is half the line charging voltage. [Month G.A. Generation of powerful nanosecond pulses. - M., "Sov. radio ", 1974. p.67]. This is the main limitation in the use of single forming lines and their main disadvantage.

Известен генератор высоковольтных импульсов [В.А. Бурцев, П.Н. Аруев, Е.П. Большаков, В.В. Забродский, Н.В. Калинин, В.А. Кубасов, В.И. Чернобровин. Мягкое рентгеновское излучение малоиндуктивного капиллярного разряда. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Электрофизическая аппаратура. 2010, № 5(31), с. 251-264.], выполненный на основе двойной искусственной формирующей линии (ДФЛ). Такая ДФЛ состоит из двух одинаковых ОФЛ, соединенных по свернутой схеме и размещенных в изоляционном корпусе прямоугольного сечения, заполненного жидким диэлектриком. Выводы ДФЛ расположены на противоположных стенках корпуса. С низковольтной стороны установлено три группы входных контактов. Средняя группа контактов предназначена для соединения с высоковольтным источником напряжения. Между средней и одной из внешних групп контактов устанавливается коммутирующее устройство, в данном случае линейный газовый разрядник. В зависимости от полярности источника напряжения используется одна из внешних групп контактов. С высоковольтной стороны ДФЛ установлено две группы выходных контактов. К этим группам присоединяется резистор зарядного контура, контакт заземления и последующие устройства генератора. Для коммутации ДФЛ используется управляемый линейный газовый разрядник с искажением электрического поля. Разрядник имеет диэлектрическую камеру, внутри которой установлены два основных и один промежуточный электрод. Основные электроды соединены с входными контактами ДФЛ. К промежуточному электроду через разделительный конденсатор и демпферное сопротивление присоединен выход импульсного кабельного повышающего трансформатора. На выходе ДФЛ установлен аналогичный обостряющий линейный газовый разрядник с пассивным запуском. К выходному электроду этого разрядника присоединены центральные жилы передающей кабельной линии. Повышающий импульсный кабельный трансформатор, управляемый и обостряющий газовые разрядники, а также двойная формирующая линия размещены в металлическом баке с жидким диэлектриком. Known generator of high-voltage pulses [V.A. Burtsev, P.N. Aruev, E.P. Bolshakov, V.V. Zabrodsky, N.V. Kalinin, V.A. Kubasov, V.I. Chernobrovin. Soft X-ray radiation of a low-inductive capillary discharge. Questions of atomic science and technology. Ser. Electrophysical apparatus. 2010, No. 5 (31), p. 251-264.], Made on the basis of a double artificial forming line (DPL). Such a DPL consists of two identical RPLs, connected according to a folded circuit and placed in an insulating box of rectangular cross-section filled with a liquid dielectric. DFL terminals are located on opposite sides of the case. Three groups of input contacts are installed on the low-voltage side. The middle group of contacts is intended for connection with a high-voltage voltage source. A switching device is installed between the middle and one of the outer groups of contacts, in this case, a linear gas spark gap. One of the external contact groups is used depending on the polarity of the voltage source. On the high-voltage side of the DFL, two groups of output contacts are installed. These groups are connected to the charging loop resistor, ground contact and subsequent generator devices. A controlled linear gas spark gap with electric field distortion is used for switching DPL. The spark gap has a dielectric chamber, inside which two main and one intermediate electrode are installed. The main electrodes are connected to the DFL input contacts. The output of the pulse cable step-up transformer is connected to the intermediate electrode through a blocking capacitor and a damping resistance. A similar sharpening linear gas spark gap with a passive start is installed at the output of the DFL. The central cores of the transmission cable line are connected to the output electrode of this arrester. The step-up pulse cable transformer, controlled and sharpening the gas dischargers, as well as the double forming line are placed in a metal tank with a liquid dielectric.

Недостатком известного технического решения является его низкая надежность, обусловленная ограниченной электрической прочностью изоляции кабелей передающей линии. Напряженность электрического поля в линии значительно превышает допустимые значения для изоляции радиочастотных кабелей.The disadvantage of the known technical solution is its low reliability, due to the limited electrical strength of the transmission line cable insulation. The electric field strength in the line is much higher than the permissible values for the insulation of RF cables.

Известен также генератор высоковольтных импульсов [патент на изобретение RU 2710049, опубл. 24.12.2019 г.], в состав которого входят высоковольтные источники, используемые для зарядки накопительного конденсатора тиратронного генератора и ДФЛ, тиратронный генератор, который формирует пусковой высоковольтный импульс напряжения, металлический бак с жидким диэлектриком, в котором размещены последовательно соединенные импульсный кабельный трансформатор, линейные газовые разрядники, двойные искусственные формирующие линии и токосборный узел. С внешней стороны бака к токосборному узлу последовательно присоединены газовый кольцевой обостритель, коаксиальная предающая линия, коаксиальная конусная согласующая линия и капиллярная электроразрядная нагрузка. Also known is a generator of high-voltage pulses [invention patent RU 2710049, publ. 12/24/2019], which includes high-voltage sources used to charge the storage capacitor of the thyratron generator and DPL, a thyratron generator that forms a starting high-voltage voltage pulse, a metal tank with a liquid dielectric, in which a series-connected pulse cable transformer is located, linear gas arresters, double artificial shaping lines and current collection unit. From the outside of the tank, a gas ring sharpener, a coaxial transmission line, a coaxial conical matching line and a capillary electric-discharge load are connected in series to the current-collecting unit.

Недостатком известного генератора является низкая надежность. В данном генераторе применен токосборный узел, который присоединен непосредственно к выходным контактам ДФЛ и обеспечивает параллельное подключение ДФЛ к газовому кольцевому обострителю импульсов и соответствующей нагрузке. После зарядки ДФЛ и накопительного конденсатора тиратронного генератора от высоковольтных источников напряжения производится запуск тиратрона. После коммутации тиратрона импульс высокого напряжения через кабельную линию поступает на первичную обмотку импульсного трансформатора. Со вторичной обмотки трансформатора импульс напряжения, увеличенный по амплитуде примерно в три раза, поступает на промежуточный электрод линейного газового разрядника. В результате искажения электрического поля в зазорах разрядника происходит его коммутация и на выходе ДФЛ формируется импульс высокого напряжения, который поступает на электроды токосборного узла. В зависимости от условий срабатывания кольцевого обострителя импульсов амплитуда напряжения на внутреннем электроде токосборного узла может достигать удвоенной величины зарядного напряжения ДФЛ. Поэтому определяющим требованием к конструктивному исполнению токосборного узла является надежная работа при высоких напряженностях электрического поля.The disadvantage of the known generator is low reliability. In this generator, a current-collecting unit is used, which is connected directly to the output contacts of the DFL and provides a parallel connection of the DFL to the gas ring pulse sharpener and the corresponding load. After charging the DPL and the storage capacitor of the thyratron generator from high-voltage voltage sources, the thyratron is started. After switching the thyratron, a high-voltage pulse is fed through the cable line to the primary winding of the pulse transformer. From the secondary winding of the transformer, a voltage pulse, increased in amplitude by about three times, enters the intermediate electrode of the linear gas spark gap. As a result of the distortion of the electric field in the gaps of the spark gap, it commutes and a high voltage pulse is formed at the output of the DPL, which is fed to the electrodes of the current-collecting unit. Depending on the operating conditions of the annular pulse sharpener, the voltage amplitude at the inner electrode of the current-collecting unit can reach double the value of the DPL charging voltage. Therefore, the defining requirement for the design of the current-collecting unit is reliable operation at high electric field strengths.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы генератора. The technical result of the claimed invention is to improve the reliability of the generator.

Заявляемый технический результат достигается тем, что генератор высоковольтных импульсов, содержащий высоковольтные источники напряжения, тиратронный генератор, соединенный последовательно с размещенными в металлическом баке с жидким диэлектриком импульсными трансформаторами, линейными газовыми разрядниками, двойными искусственными формирующими линиями (ДФЛ), токосборным узлом, выполненным согласно изобретению в виде коаксиальной линии, состоящей из двух соосных протяженных внутреннего и внешнего электродов в виде металлических труб, герметично соединенных с кольцевым обострителем импульсов, причем внешний электрод герметично зафиксирован в проходном отверстии стенки бака.The claimed technical result is achieved by the fact that a high-voltage pulse generator containing high-voltage voltage sources, a thyratron generator connected in series with pulse transformers placed in a metal tank with a liquid dielectric, linear gas dischargers, double artificial shaping lines (DPL), a current-collecting unit made according to the invention in the form of a coaxial line consisting of two coaxial extended inner and outer electrodes in the form of metal pipes, hermetically connected to an annular pulse sharpener, and the outer electrode is hermetically fixed in the through hole of the tank wall.

Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что токосборный узел внутри бака выполнен многозвенным из соединенных между собой отрезков коаксиальных линий. A variant of the development of the main technical solution is possible, which consists in the fact that the current-collecting unit inside the tank is made multi-link from the interconnected sections of coaxial lines.

Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что двойные искусственные формирующие линии размещены с одной или с двух сторон токосборного узла.A variant of the development of the main technical solution is possible, which consists in the fact that double artificial forming lines are placed on one or both sides of the current-collecting unit.

Таким образом, за счет всей совокупности существенных признаков изобретения достигается заявленный технический результат, поскольку предлагаемое коаксиальное строение токосборного узла в баке с жидким диэлектриком позволяет согласовать его волновое сопротивление с суммарным волновым сопротивлением двойных искусственных формирующих линий. За счет коаксиальной соосной геометрии двух электродов токосборный узел имеет компактное исполнение и позволяет обеспечить эффективный сбор энергии с ДФЛ и передачу ее в нагрузку при минимальной индуктивности и минимальных полях рассеивания. С применением жидких диэлектриков с высокими допустимыми рабочими напряженностями достигается необходимая электрическая прочность соединений токосборного узла, в результате повышается надежность работы генератора. Thus, due to the totality of the essential features of the invention, the claimed technical result is achieved, since the proposed coaxial structure of the current-collecting unit in a tank with a liquid dielectric allows its wave impedance to be matched with the total wave impedance of double artificial shaping lines. Due to the coaxial coaxial geometry of the two electrodes, the current-collecting unit has a compact design and makes it possible to efficiently collect energy from the DPL and transfer it to the load with minimal inductance and minimal dissipation fields. With the use of liquid dielectrics with high permissible operating voltages, the required dielectric strength of the current-collecting unit joints is achieved, as a result, the reliability of the generator is increased.

Сущность заявляемого изобретения и варианты его реализации раскрыты в нижеследующем описании и на фигурах.The essence of the claimed invention and variants of its implementation are disclosed in the following description and in the figures.

На Фиг. 1 приведена блок-схема заявляемого генератора высоковольтных импульсов с двумя двойными формирующими линиями, размещенными с одной стороны коаксиального токосборного узла.FIG. 1 shows a block diagram of the inventive high-voltage pulse generator with two double shaping lines placed on one side of the coaxial current-collecting unit.

На Фиг. 2 представлены выходные осциллограммы, снятые с каналов сбора данных генератора. FIG. 2 shows the output oscillograms taken from the generator data acquisition channels.

На Фигурах обозначено:The Figures indicate:

1 – высоковольтный источник напряжения зарядки ДФЛ;1 - DFL high-voltage charging voltage source;

2 – высоковольтный источник напряжения зарядки накопительного конденсатора тиратронного генератора; 2 - high-voltage source of voltage for charging the storage capacitor of the thyratron generator;

3 – тиратронный генератор (ТГ);3 - thyratron generator (TG);

4 – металлический бак с жидким диэлектриком;4 - metal tank with a liquid dielectric;

5 – импульсный кабельный трансформатор; 5 - pulse cable transformer;

6 – линейный газовый разрядник;6 - linear gas spark gap;

7 – двойные искусственные формирующие линии (ДФЛ);7 - double artificial forming lines (DFL);

8 – коаксиальный токосборный узел;8 - coaxial current-collecting unit;

9 – газовый кольцевой обостритель импульсов;9 - gas annular pulse sharpener;

10 – внутренний высоковольтный электрод токосборного узла;10 - internal high-voltage electrode of the current-collecting unit;

11 – внешний электрод токосборного узла;11 - external electrode of the current-collecting unit;

12 – проходное отверстие в стенке бака;12 - through hole in the tank wall;

13 – присоединительные резьбовые отверстия внутреннего электрода;13 - connecting threaded holes of the inner electrode;

14 – проходное отверстие внешнего электрода;14 - through hole of the external electrode;

15 – присоединительные резьбовые отверстия внешнего электрода; 15 - connecting threaded holes of the external electrode;

16 – отрезок (звено) коаксиальной линии токосборного узла;16 - segment (link) of the coaxial line of the current-collecting unit;

17 – полосковые линии с пленочной изоляцией;17 - strip lines with film insulation;

18 – коаксиальная передающая линия с жидким диэлектриком (ПЛ);18 - coaxial transmission line with a liquid dielectric (PL);

19 – конусная согласующая линия; 19 - conical matching line;

20 – электроразрядная капиллярная нагрузка; 20 - electric discharge capillary load;

21 – тиратрон;21 - thyratron;

22 – накопительный конденсатор;22 - storage capacitor;

23 – экранированный корпус;23 - shielded housing;

24 – радиочастотный кабель; 24 - radio frequency cable;

25 – демпфирующее сопротивление;25 - damping resistance;

26 – разделительный конденсатор;26 - decoupling capacitor;

27 – высокоомный делитель напряжения;27 - high-resistance voltage divider;

28 – емкостной делитель напряжения;28 - capacitive voltage divider;

29 – блок управления и коммутации тиратрона;29 - thyratron control and switching unit;

30 – сопротивления в зарядном контуре ДФЛ;30 - resistances in the DFL charging circuit;

31 – высоковольтный омический делитель напряжения ТГ;31 - high-voltage ohmic voltage divider TG;

32 – высоковольтный омический делитель напряжения ДФЛ;32 - high-voltage ohmic voltage divider DFL;

33 – емкостной делитель напряжения ПЛ;33 - capacitive voltage divider PL;

34 – магнитоиндукционный датчик тока;34 - magnetic induction current sensor;

35 – напряжение тиратронного генератора;35 - voltage of the thyratron generator;

36 – напряжение на выходе ДФЛ;36 - voltage at the DFL output;

37 – напряжение передающей линии с жидкой изоляцией;37 - voltage of the transmission line with liquid insulation;

38 – ток в активном эквиваленте нагрузки. 38 - current in active equivalent load.

Генератор высоковольтных импульсов (Фиг. 1) включает в себя высоковольтный источник 1 напряжения зарядки ДФЛ, высоковольтный источник 2 напряжения зарядки накопительного конденсатора тиратронного генератора, тиратронный генератор (ТГ) 3, размещенные в металлическом баке 4 с жидким диэлектриком (на чертеже не показано) импульсный кабельный трансформатор 5 с коэффициентом трансформации 1/3, линейный газовый разрядник 6 с тремя электродами, двойные искусственные формирующие линии (ДФЛ) 7, коаксиальный токосборный узел 8, соединенный с размещенным вне бака газовым кольцевым обострителем 9 импульсов. Установка кольцевого обострителя 9 импульсов за пределами бака предоставляет возможность присоединения различных нагрузок. The generator of high-voltage pulses (Fig. 1) includes a high-voltage source 1 of the charging voltage DFL, a high-voltage source 2 of the charging voltage of the storage capacitor of the thyratron generator, a thyratron generator (TG) 3, placed in a metal tank 4 with a liquid dielectric (not shown in the drawing) cable transformer 5 with a transformation ratio of 1/3, a linear gas spark gap 6 with three electrodes, double artificial shaping lines (DFL) 7, a coaxial current-collecting unit 8 connected to a gas ring sharpener 9 of pulses located outside the tank. The installation of a 9-pulse ring sharpener outside the tank provides the ability to connect various loads.

Токосборный узел 8 состоит из двух металлических соосных протяженных электродов внутреннего высоковольтного 10 и внешнего 11, при этом внешний электрод 11 герметично зафиксирован в проходном отверстии 12 бака. На внутреннем высоковольтном электроде 10 размещены радиальные присоединительные резьбовые отверстия 13. В стенке внешнего электрода 11 имеется проходное отверстие 14, с двух сторон от этого отверстия размещены радиальные присоединительные резьбовые отверстия 15. При этом размер отверстия 14 вдоль оси электрода равен ширине ДФЛ 7, а перпендикулярно оси равен половине ширины ДФЛ 7, при этом соединения электродов 10 и 11 с выводами контактных групп ДФЛ 7 выполнены металлическими шинами шириной, равной расстоянию между выводами контактной группы ДФЛ 7. Применение соединительных шин с жидкой/пленочной изоляцией обеспечивает равномерное распределение передаваемого тока и минимизирует индуктивность соединений, что позволяет исключить/сократить искажения на фронте передаваемого импульса напряжения. The current-collecting unit 8 consists of two metal coaxial extended electrodes of the inner high-voltage 10 and the outer 11, while the outer electrode 11 is hermetically fixed in the through hole 12 of the tank. On the inner high-voltage electrode 10 there are radial connecting threaded holes 13. In the wall of the outer electrode 11 there is a through hole 14, on both sides of this hole there are radial connecting threaded holes 15. In this case, the size of the hole 14 along the electrode axis is equal to the width of the DFL 7, and perpendicularly axis is equal to half the width of the DFL 7, while the connections of the electrodes 10 and 11 with the terminals of the DFL 7 contact groups are made with metal buses with a width equal to the distance between the terminals of the DFL 7 contact group. The use of connecting buses with liquid / film insulation ensures a uniform distribution of the transmitted current and minimizes inductance connections, which allows you to eliminate / reduce distortions at the front of the transmitted voltage pulse.

Для реализации подключения дополнительного количества ДФЛ 7 токосборный узел 8 может быть выполнен многозвенным из соединенных между собой отрезков 16 коаксиальной линии. Предлагаемое решение многозвенного исполнения токосборного узла 8 позволяет осуществить параллельное подключение необходимого количества ДФЛ 7 к газовому кольцевому обострителю 9 импульсов и соответствующей нагрузке.To implement the connection of an additional amount of DFL 7, the current-collecting unit 8 can be made multi-link from the interconnected segments 16 of the coaxial line. The proposed solution of the multi-link design of the current-collecting unit 8 allows parallel connection of the required number of DFL 7 to the gas ring sharpener 9 of impulses and the corresponding load.

Соединения ДФЛ 7 с линейным газовым разрядником 6 и токосборным узлом 8 выполнены полосковыми линиями 17 с жидкой/пленочной изоляцией (на чертеже не показано). Поскольку в генераторах с формированием импульсов наносекундной длительности особые требования предъявляются к соединениям между составными устройствами, то соединения должны надежно передавать значительные импульсные токи и не вносить существенных искажений в форму импульсов. Такими свойствами обладают, например, микрополосковые линии с твердой изоляцией. Однако у таких линий ограничена амплитуда напряжения передаваемого импульса, что связано с низкой электрической прочностью изоляции. Кроме того, такие линии жесткие и имеют, как правило, линейное исполнение. Поэтому в предлагаемом техническом решении соединения в генераторе могут быть выполнены гибкими полосковыми линиями 17 с жидкой/пленочной изоляцией, причем ширина линий соизмерила с шириной стенки с выводами ДФЛ 7. За счет гибкости таким линиям 17 легко придать необходимую геометрию при минимальной индуктивности. Connections DFL 7 with a linear gas spark gap 6 and a current-collecting unit 8 are made by strip lines 17 with liquid / film insulation (not shown in the drawing). Since in generators with the formation of nanosecond pulses, special requirements are imposed on the connections between composite devices, the connections must reliably transmit significant pulse currents and not introduce significant distortions in the pulse shape. For example, microstrip lines with solid insulation have such properties. However, such lines have a limited voltage amplitude of the transmitted pulse, which is associated with a low electrical strength of the insulation. In addition, such lines are rigid and, as a rule, have a linear design. Therefore, in the proposed technical solution, the connections in the generator can be made by flexible strip lines 17 with liquid / film insulation, the width of the lines being commensurate with the width of the wall with the DFL terminals 7. Due to the flexibility of such lines 17, it is easy to give the required geometry with minimal inductance.

Выход кольцевого обострителя 9 импульсов соединен последовательно с коаксиальной передающей линией 18 с жидким диэлектриком, конусной согласующей линией 19 с жидкостной/элегазовой изоляцией и электроразрядной капиллярной нагрузкой 20. Оборудование тиратронного генератора в составе тиратрона 21 и накопительного конденсатора 22 размещено в экранированном корпусе 23. Выход тиратронного генератора соединен с первичной обмоткой импульсного кабельного трансформатора радиочастотным кабелем 24. Вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с электродами линейного разрядника 6 через демпфирующее сопротивление 25 и разделительный конденсатор 26. Между электродами линейного разрядника 6 установлен высокоомный делитель 27 напряжения и емкостной делитель 28 напряжения. Управление и коммутация тиратрона 21 производятся блоком 29. Между выходными контактами ДФЛ 7 установлены сопротивления зарядного контура 30 ТВО 10 Вт 2,4 кОм. Резисторы изолированные серии ТВО с объемным токопроводящим слоем относятся к композиционным резисторам. Резистор ТВО – теплостойкий, влагостойкий и опрессованный, предназначенный для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Проводящий слой композиционных резисторов состоит из смеси проводящего элемента, например, графита или сажи с органическими или не органическими связующими (фенольные и эфирные смолы) с наполнителем, пластификатором и отвердителем.The output of the annular sharpener 9 of the pulses is connected in series with the coaxial transmission line 18 with a liquid dielectric, a conical matching line 19 with liquid / SF6 insulation and an electric-discharge capillary load 20. The equipment of the thyratron generator consisting of the thyratron 21 and the storage capacitor 22 is located in the shielded housing 23. The output of the thyratron is 23. The output of the thyratron The generator is connected to the primary winding of the pulse cable transformer by a radio frequency cable 24. The secondary winding of the pulse transformer is connected to the electrodes of the line arrester 6 through a damping resistance 25 and a separating capacitor 26. A high-resistance voltage divider 27 and a capacitive voltage divider 28 are installed between the electrodes of the line arrester 6. The control and switching of the thyratron 21 are performed by the unit 29. Between the output contacts of the DFL 7, the resistances of the charging circuit 30 TVO 10 W 2.4 kOhm are installed. Insulated resistors of the TVO series with a bulk conductive layer refer to composite resistors. Resistor TVO - heat-resistant, moisture-resistant and pressurized, designed to work in DC, AC and pulse current circuits. The conductive layer of composite resistors consists of a mixture of a conductive element, for example, graphite or carbon black, with organic or inorganic binders (phenolic and ether resins) with a filler, plasticizer, and hardener.

Для регистрации импульса напряжения тиратронного генератора используется высоковольтный омический делитель 31 на основе сопротивлений типа ТВО, импульса напряжения на выходе ДФЛ – высоковольтный омический делитель 32 на основе сопротивлений типа ТВО, импульса напряжения в передающей линии с жидким диэлектриком – емкостной делитель 33. Для регистрации тока в электроразрядной капиллярной нагрузке используется магнитоиндукционный датчик 34. To register a voltage pulse of a thyratron generator, a high-voltage ohmic divider 31 is used based on resistances of the TVO type, a voltage pulse at the output of the DFL is a high-voltage ohmic divider 32 based on resistances of the TVO type, a voltage pulse in a transmission line with a liquid dielectric is a capacitive divider 33. To register the current in electric discharge capillary load uses a magnetic induction sensor 34.

ДФЛ 7 могут быть размещены как с одной стороны токосборного узла 8, так и с разных. Размещение хотя бы двух ДФЛ 7 с одной стороны токосборного узла 8 и коммутация их одним линейным газовым разрядником 6 дополнительно позволит обеспечить надежную синхронную работу их на общую нагрузку в широком диапазоне зарядных напряжений. При условии размещения ДФЛ 7 с двух сторон токосборного узла возникает необходимость коммутации их отдельными линейными газовыми разрядниками 6. При этом с применением нескольких линейных газовых разрядников 6, работающих в параллель, необходимо обеспечить их синхронное срабатывание. Даже при незначительном разбросе времени срабатывания отдельных разрядников возникает колебательный процесс между ДФЛ 7 и, в результате, искажается импульс напряжения на выходе ДФЛ 7. DFL 7 can be placed both on one side of the current-collecting unit 8, and on different sides. Placing at least two DFL 7 on one side of the current-collecting unit 8 and switching them with one linear gas discharger 6 will additionally ensure their reliable synchronous operation for a common load in a wide range of charging voltages. Provided that DFL 7 is placed on both sides of the current-collecting unit, it becomes necessary to switch them with separate linear gas arresters 6. At the same time, using several linear gas arresters 6 operating in parallel, it is necessary to ensure their synchronous operation. Even with a slight spread in the response time of individual arresters, an oscillatory process occurs between the DFL 7 and, as a result, the voltage pulse at the output of the DFL 7 is distorted.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом.The generator of high-voltage pulses works as follows.

От газовой системы (на чертеже не показано) заполняется газом до необходимого давления линейный газовый разрядник 6, газовый кольцевой обостритель 9 импульсов и конусная согласующая линия 19. С помощью вакуумной системы (на чертеже не показано) выполняется вакуумирование электроразрядной капиллярной нагрузки 20 с последующим напуском газа (на чертеже не показано) до нужного давления. From the gas system (not shown in the drawing), a linear gas discharger 6, a gas ring sharpener 9 pulses and a cone matching line 19 are filled with gas to the required pressure with a vacuum system (not shown in the drawing), an electric-discharge capillary load 20 is evacuated, followed by gas filling (not shown in the drawing) to the desired pressure.

В качестве частного решения предложено исполнение нагрузки в виде последовательного присоединения коаксиальной предающей линии с жидким диэлектриком, конусной согласующей линии с жидким диэлектриком и электроразрядной капиллярной нагрузки 20.As a particular solution, it is proposed to design a load in the form of a series connection of a coaxial transmission line with a liquid dielectric, a conical matching line with a liquid dielectric, and an electric-discharge capillary load 20.

Производится зарядка ДФЛ 7 от источника 1 до необходимого напряжения. При максимальном зарядном напряжении 100 кВ в ДФЛ 7 может запасаться порядка 100 Дж. Волновое сопротивление ДФЛ порядка 6,8 Ом, длительность формируемого импульса около 100 нс. Зарядное напряжение равномерно распределяется между газовыми промежутками линейного газового разрядника 6 с помощью высокоомного делителя 27 напряжения из сопротивлений КЭВ 5 Вт 100 МОм и емкостного делителя 28 напряжения из конденсаторов КВИ-1 20 кВ 4,7 пФ. DFL 7 is charged from source 1 to the required voltage. At a maximum charging voltage of 100 kV, the DFL 7 can store about 100 J. The characteristic impedance of the DFL is about 6.8 Ohm, the duration of the generated pulse is about 100 ns. The charging voltage is evenly distributed between the gas gaps of the linear gas discharger 6 using a high-resistance voltage divider 27 from resistances KEV 5 W 100 MΩ and a capacitive voltage divider 28 from capacitors KVI-1 20 kV 4.7 pF.

От высоковольтного источника напряжения 2 заряжается накопительный конденсатор 22 тиратронного генератора 23. В качестве тиратрона в генераторе может быть применен мощный тиратрон ТПИ1-10к/50 с не накаливаемым катодом [А. В. Акимов, П. А. Бак, А. А. Корепанов, П. В. Логачев, В. Д. Бочков, Д. В. Бочков, В. М. Дягилев, В. Г. Ушич. Применение тиратронов с ненакаливаемым катодом для формирования серии высоковольтных сильноточных импульсов. Вестник НГУ, Серия: Физика, 2008, том 3, выпуск 4, с. 68-73]. Такой тиратрон, предназначенный для импульсной коммутации емкостных накопителей в субмикросекундном и микросекундном диапазонах длительностей, выполнен в виде тетродной двухсекционной конструкции и имеет металлокерамический корпус. Внутренняя структура состоит из анода, градиентной сетки, катода, управляющей сетки и электрода предионизации. Для надежной работы тиратрона рекомендована схема двухимпульсного управления. На электрод предионизации подается напряжение постоянного вспомогательного разряда 0,8÷1,5 кВ и импульс предионизации 1÷3 кВ, на сетку подается постоянное отрицательное смещение 50÷150 В и импульс запуска 2÷6 кВ. Запуск тиратрона осуществляется от комплектного блока управления, либо дистанционно от генератора стандартных импульсов, например, АКИП-3303. Накопительные конденсаторы в ТГ предпочтительно использовать керамические высокочастотные. From a high-voltage voltage source 2, the storage capacitor 22 of the thyratron generator 23 is charged. As a thyratron in the generator, a powerful TPI1-10k / 50 thyratron with a non-incandescent cathode can be used [A. V. Akimov, P. A. Bak, A. A. Korepanov, P. V. Logachev, V. D. Bochkov, D. V. Bochkov, V. M. Diaghilev, V. G. Ushich. The use of thyratrons with a non-incandescent cathode for the formation of a series of high-voltage high-current pulses. NSU Bulletin, Series: Physics, 2008, volume 3, issue 4, p. 68-73]. Such a thyratron, intended for pulse switching of capacitive storage devices in the submicrosecond and microsecond ranges of durations, is made in the form of a two-section tetrode structure and has a cermet body. The internal structure consists of an anode, a gradient mesh, a cathode, a control mesh, and a preionization electrode. For reliable operation of the thyratron, a two-pulse control circuit is recommended. A constant auxiliary discharge voltage of 0.8–1.5 kV and a preionization pulse of 1–3 kV are applied to the preionization electrode, a constant negative bias of 50–150 V and a start pulse of 2–6 kV are applied to the grid. The thyratron is launched from a complete control unit, or remotely from a standard pulse generator, for example, AKIP-3303. It is preferable to use high-frequency ceramic capacitors in TGs.

В результате коммутации тиратрона 21 блоком управления и коммутации 29 сформированный в ТГ импульс высокого напряжения через кабель 24 поступает на первичную обмотку импульсного кабельного трансформатора 5. As a result of the switching of the thyratron 21 by the control and switching unit 29, the high voltage pulse formed in the TG is fed through the cable 24 to the primary winding of the pulse cable transformer 5.

Умноженный по амплитуде импульс напряжения далее через демпферный резистор 25 /ТВО 2 Вт 51 Ом/ и разделительный конденсатор 26 /HVCA 40 кВ 1,3 нФ/ поступает на средний электрод линейного газового разрядника 6 и обеспечивает его коммутацию. Исполнение геометрии электродов этого разрядника по аналогии с решением [Е.П. Большаков, В.А. Бурцев. Патент № 2247453. БИ № 6, 2005. Многоканальный рельсовый разрядник] способствует многоканальному режиму коммутации, что является определяющим при параллельном соединении нескольких ДФЛ. Гибкие плоские соединительные полосковые линии 17 с пленочной изоляцией выбираются по ширине электродов, соизмеримой с шириной стенки ДФЛ 7, на которой установлены выводы. Толщина пленочной изоляции определяется электрической прочностью выбранного диэлектрика, но должна предельно сокращаться. Ширина пленочной изоляции выбирается из требований электрической прочности между электродами линии по поверхности пленки.The voltage pulse multiplied in amplitude is then fed through the damper resistor 25 / TVO 2 W 51 Ohm / and the isolating capacitor 26 / HVCA 40 kV 1.3 nF / to the middle electrode of the linear gas spark gap 6 and ensures its commutation. Execution of the geometry of the electrodes of this spark gap by analogy with the solution [E.P. Bolshakov, V.A. Burtsev. Patent No. 2247453. BI No. 6, 2005. Multichannel rail arrester] promotes multichannel switching mode, which is decisive for parallel connection of several DPLs. Flexible flat connecting strip lines 17 with film insulation are selected according to the width of the electrodes, commensurate with the width of the DPL wall 7, on which the leads are installed. The thickness of the film insulation is determined by the dielectric strength of the selected dielectric, but must be reduced as much as possible. The width of the film insulation is selected from the requirements of the dielectric strength between the line electrodes over the film surface.

После коммутации линейного газового разрядника 6 импульс напряжения, сформированный ДФЛ 7, через полосковую линию 17 прикладывается к электродам 10 и 11 коаксиального токосборного узла 8. Для присоединения полосковой линии в электродах токосборного узла имеются присоединительные резьбовые отверстия 13 и 15, а также проходное отверстие 14 во внешнем электроде 11 узла 8. After switching the linear gas spark gap 6, a voltage pulse generated by the DFL 7 is applied through the strip line 17 to the electrodes 10 and 11 of the coaxial current-collecting unit 8. To connect the strip line in the electrodes of the current-collecting unit, there are connecting threaded holes 13 and 15, as well as a through hole 14 in external electrode 11 of node 8.

Волновое сопротивление коаксиала токосъемного узла 8 выбирается близким к общему волновому сопротивлению соединенных параллельно ДФЛ 7. Для конкретного исполнения с двумя ДФЛ 7 это сопротивление составляет примерно 4 Ом.The characteristic impedance of the coaxial of the current-collecting unit 8 is selected close to the total impedance of the DFL 7 connected in parallel. For a particular design with two DFL 7, this resistance is approximately 4 Ohms.

Далее высоковольтный импульс от токосборного узла 8 поступает на газовый кольцевой обостритель импульсов 9, где происходит обострение переднего фронта импульса за счет задержки в коммутации газовых зазоров. Further, the high-voltage pulse from the current-collecting unit 8 is fed to the gas annular pulse sharpener 9, where the leading edge of the pulse sharpens due to the delay in the switching of the gas gaps.

После газового обострителя 9 импульс напряжения через передающую линию 18 с жидким диэлектриком и конусную согласующую линию с жидкостной/элегазовой изоляцией прикладывается к электроразрядной капиллярной нагрузке 20. Волновое сопротивление линий выбирается близким к общему волновому сопротивлению соединенных параллельно ДФЛ. After the gas sharpener 9, a voltage pulse through the transmission line 18 with a liquid dielectric and a conical matching line with liquid / SF6 insulation is applied to the electric-discharge capillary load 20. The characteristic impedance of the lines is chosen close to the total impedance of the DPL connected in parallel.

Устройство в конкретном исполнении имеет следующие параметры:A specific device has the following parameters:

Генератор высоковольтных импульсов содержит высоковольтные источники 1, 2 напряжения, тиратронный генератор 3, соединенный последовательно с размещенными в металлическом баке 4 с трансформаторным маслом двумя импульсными трансформаторами 5 с коэффициентом трансформации 1:3, двумя линейными газовыми разрядниками 6, двумя двойными искусственными формирующими линиями 7 с волновым сопротивлением 6,8 Ом каждая и длительностью формируемого импульса напряжения 100 нс, размещенными с двух сторон токосборного узла 8 с волновым сопротивлением 10 Ом, газовый кольцевой обостритель импульсов 9, к которому присоединена коаксиальная передающая линия 18 с волновым сопротивлением 3,9 Ом, заполненная жидким диэлектриком в составе смеси глицерина и дистиллированной воды, к которой присоединен омический эквивалент из сопротивлений ТВО-10 Вт с суммарной величиной 4,2 Ом, размещенный в металлической трубе с жидким диэлектриком в составе смеси глицерина и дистиллированной воды. The generator of high-voltage pulses contains high-voltage sources 1, 2 voltage, a thyratron generator 3 connected in series with two pulse transformers 5 with a transformation ratio of 1: 3 placed in a metal tank 4 with transformer oil, two linear gas dischargers 6, two double artificial shaping lines 7 with with a characteristic impedance of 6.8 Ohm each and a duration of the generated voltage pulse of 100 ns, located on both sides of the current-collecting unit 8 with a characteristic impedance of 10 Ohm, a gas ring pulse sharpener 9, to which a coaxial transmission line 18 with a characteristic impedance of 3.9 Ohm is connected, filled with a liquid dielectric in the composition of a mixture of glycerin and distilled water, to which an ohmic equivalent of resistances TVO-10 W with a total value of 4.2 Ohm is attached, placed in a metal pipe with a liquid dielectric in a mixture of glycerin and distilled water.

Соединения ДФЛ 7 с линейным газовым разрядником 6 и токосборным узлом 8 выполнены полосковыми линиями 17 в виде двух медных шин толщиной 2 мм и шириной 90 мм, разделенных полиэтиленовой пленкой толщиной 0,5 мм. Connections DFL 7 with a linear gas spark gap 6 and a current-collecting unit 8 are made by strip lines 17 in the form of two copper busbars 2 mm thick and 90 mm wide, separated by a polyethylene film 0.5 mm thick.

Размеры изоляционного корпуса ДФЛ 7: длина 226 мм, ширина 136 мм, высота 226 мм. Контактные группы из двух шпилек М8 установлены с двух сторон на узких стенках корпуса. На каждой стенке установлено по две контактной группы. Расстояние в горизонте между шпильками в группе 37,5 мм. Расстояние по вертикали между входными контактными группами 95 мм, между выходными 155 мм.Dimensions of the DFL 7 insulating body: length 226 mm, width 136 mm, height 226 mm. Contact groups of two M8 studs are installed on both sides on the narrow walls of the case. Each wall has two contact groups. The distance in the horizon between the studs in the group is 37.5 mm. The vertical distance between the input contact groups is 95 mm, between the output contacts 155 mm.

Для регистрации импульса напряжения тиратронного генератора использовался высоковольтный омический делитель 31 на основе ТВО-5 и 0,5 Вт с коэффициентом деления 3026, импульса напряжения на выходе ДФЛ – высоковольтный омический делитель 32 на основе ТВО-10 и 1 Вт с коэффициентом деления 1960, импульса напряжения в передающей линии с жидким диэлектриком – емкостной делитель 33 с коэффициентом 1020. Для регистрации тока в электроразрядной капиллярной нагрузке использовался магнитоиндукционный датчик 34 с чувствительностью 0,375 кА/В. To register the voltage pulse of the thyratron generator, a high-voltage ohmic divider 31 based on TVO-5 and 0.5 W with a division factor of 3026 was used, the voltage pulse at the output of the DFL was a high-voltage ohmic divider 32 based on TVO-10 and 1 W with a division factor of 1960, a pulse voltage in the transmission line with a liquid dielectric - capacitive divider 33 with a factor of 1020. To register the current in the electric-discharge capillary load, a magnetic induction sensor 34 with a sensitivity of 0.375 kA / V was used.

Линейный газовый разрядник 6 заполнен азотом при давлении 0,2 МПа. Газовый кольцевой обостритель импульсов 9 заполнен азотом при давлении 0,25 МПа. Linear gas spark gap 6 is filled with nitrogen at a pressure of 0.2 MPa. Gas ring pulse sharpener 9 is filled with nitrogen at a pressure of 0.25 MPa.

На Фиг. 2 представлены выходные осциллограммы, снятые с каналов сбора сигналов с датчиков генератора.FIG. 2 shows the output oscillograms taken from the signal collection channels from the generator sensors.

Зарядное напряжение накопительного конденсатора 22 тиратронного генератора 25 кВ положительной полярности. Амплитуда импульса напряжения 35 (U1) сформированного тиратронным генератором по сигналу с омического делителя 31 составляет примерно 21,8 кВ, при длительности фронта около 40 нс.The charging voltage of the storage capacitor 22 of the 25 kV thyratron generator of positive polarity. The amplitude of the voltage pulse 35 (U1) formed by the thyratron generator according to the signal from the ohmic divider 31 is about 21.8 kV, with a rise time of about 40 ns.

При зарядном напряжении отрицательной полярности ДФЛ равном 75 кВ амплитуда сигнала напряжения с омического делителя 32 составляет 38,7 В, что соответствует 75,9 кВ, 36 (U3). Длительность импульса, формируемого двумя ДФЛ, на полувысоте составляет примерно 110 нс при длительности фронта около 40 нс. Видно, что амплитуда напряжения на выходе ДФЛ близка к величине зарядного напряжения. Амплитуда импульса напряжения, зарегистрированная емкостным делителем 33, установленным на коаксиальной передающей линии 18 после газового кольцевого обострителя импульсов 9, составляет около 70 кВ, 37 (U2) при длительности фронта порядка 16 нс. Очевидно, что после газового кольцевого обострителя 9, скорость нарастания импульса напряжения возрастает примерно в три раза. При этом газовый кольцевой обостритель работал в режиме самопробоя. Длительность фронта импульса тока в эквиваленте нагрузки, зарегистрированного индукционным датчиком 34, составляет примерно 18 нс при амплитуде около 18 кА. With a charging voltage of negative polarity DPL equal to 75 kV, the amplitude of the voltage signal from the ohmic divider 32 is 38.7 V, which corresponds to 75.9 kV, 36 (U3). The FWHM of a pulse generated by two DPLs is approximately 110 ns with a rise time of about 40 ns. It can be seen that the voltage amplitude at the DFL output is close to the value of the charging voltage. The amplitude of the voltage pulse recorded by a capacitive divider 33 installed on the coaxial transmission line 18 after the gas ring pulse sharpener 9 is about 70 kV, 37 (U2) with a rise time of about 16 ns. Obviously, after the gas ring sharpener 9, the voltage pulse rise rate increases approximately threefold. In this case, the gas ring sharpener operated in the self-breakdown mode. The rise time of the current pulse in the dummy load recorded by the induction sensor 34 is about 18 ns with an amplitude of about 18 kA.

Генератор успешно испытан при зарядных напряжениях ДФЛ вплоть до 100 кВ при различных давлениях газа в газовом кольцевом обострителе. При давлении газа, превышающем напряжение самопробоя обострителя, на выходе ДФЛ и, соответственно, на электродах токосборного узла, возникает импульс напряжения близкий к удвоенному значению относительно зарядной величины. The generator has been successfully tested at DFL charging voltages up to 100 kV at various gas pressures in a gas ring sharpener. When the gas pressure exceeds the self-breakdown voltage of the sharpener, a voltage pulse appears at the output of the DPL and, accordingly, at the electrodes of the current-collecting unit, which is close to the doubled value relative to the charging value.

Таким образом подтверждается надежность генератора. This confirms the reliability of the generator.

Возможен другой вариант исполнения устройства, когда генератор высоковольтных импульсов с одной ДФЛ 7 с волновым сопротивлением 10 Ом и кабельным токосборным узлом 8 использовался в источнике излучения на основе малоиндуктивного капиллярного разряда. Эксперименты показали, что такой разряд является универсальным источником коллимированного излучения в диапазоне от мягкого рентгеновского до видимого красно-оранжевого диапазонов, включая экстремальный ультрафиолет (ЭУФ) [V.A. Burtsev, E.P. Bolshakov, N.V. Kalinin, V.A. Kubasov, V.I. Chernobrovin. «Compact EUV laser on low-inductive capillary discharges». In Proc. of 10-th International Conference on X-ray lasers XRL 2006 (August 21-25, 2006, Berlin, Germany). Springer Proc. in Physics115, 2006, p. 676-686]. Перестройка источника на нужный диапазон спектра достигается простым изменением начального давления газа. Этот результат показывает возможность создания многодиапазонного источника излучения для биофизики, бактериологии, литографии и других областей науки и техники.Another version of the device is possible, when a high-voltage pulse generator with one DPL 7 with a wave resistance of 10 Ohm and a cable current-collecting unit 8 was used in a radiation source based on a low-inductive capillary discharge. Experiments have shown that such a discharge is a universal source of collimated radiation in the range from soft X-ray to visible red-orange ranges, including extreme ultraviolet (EUV) [V.A. Burtsev, E.P. Bolshakov, N.V. Kalinin, V.A. Kubasov, V.I. Chernobrovin. Compact EUV laser on low-inductive capillary discharges. In Proc. of the 10-th International Conference on X-ray lasers XRL 2006 (August 21-25, 2006, Berlin, Germany). Springer Proc. in Physics115, 2006, p. 676-686]. Tuning the source to the desired spectral range is achieved by simply changing the initial gas pressure. This result shows the possibility of creating a multi-band radiation source for biophysics, bacteriology, lithography, and other fields of science and technology.

Таким образом, реализация предложенного устройства за счет его усовершенствования позволит успешно добиться заявленного технического результата.Thus, the implementation of the proposed device due to its improvement will successfully achieve the claimed technical result.

Claims

1. A generator of high-voltage pulses containing high-voltage voltage sources, a thyratron generator connected in series with pulse transformers placed in a metal tank with a liquid dielectric, linear gas dischargers, double artificial shaping lines, a current-collecting unit made in the form of a coaxial line, consisting of two coaxial extended inner and outer electrodes in the form of metal pipes, hermetically connected to the annular pulse sharpener, and the outer electrode is hermetically fixed in the passage opening of the tank wall.

2. The generator of high-voltage pulses according to claim 1, characterized in that the current-collecting unit inside the tank is made of a multi-tier of interconnected sections of coaxial lines.

3. The generator of high-voltage pulses according to claim 1, characterized in that double artificial forming lines are placed on one or both sides of the current-collecting unit.